ไบโอดีเซลจากน้ำมันเหลือใช้ในอุตสาหกรรมแปรรูปมะพร้าว

Abstract

งานวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาสมบัติพื้นฐานของน้ำมันเหลือใช้จากอุตสาหกรรมแปรรูปมะพร้าว โดยผ่านกรรมวิธีทางเคมี 2) ศึกษาปัจจัยหลักที่มีผลต่อปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน 3) ศึกษาสมบัติการเป็นเชื้อเพลิง B100 (อัตราส่วนไบโอดีเซล 100 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร), D100 (อัตราส่วนน้ำมันดีเซล 100 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร) และผลของการใช้ไบโอดีเซลจากน้ำมันเหลือใช้ แล้วผสมกับน้ำมันดีเซล 5 อัตราส่วน คือ 25 (B25), 50 (B50) และ 75 (B75) เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร และผลของการใช้ไบโอดีเซลจากน้ำมันเหลือใช้แล้วผสมกับเอทานอลปริมาณ 2 อัตราส่วน คือ 5 (BE5) และ 20 (BE20) เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร และ 4) ศึกษาการใช้ประโยชน์ไบโอดีเซลจากน้ำมันดำในอุตสาหกรรมแปรรูปมะพร้าวและนำน้ำมันดำดังกล่าวมาใช้เป็นเชื้อเพลิง ผลการวิจัยพบว่า 1) คุณสมบัติของน้ำมันเหลือใช้จากอุตสาหกรรมแปรรูปมะพร้าว มีความถ่วงจำเพาะ (Density ที่ 60/60 ๐F) 0.88* ความหนืด (Viscosity) 84.0 เซนติสโตก จุดไหลเท (Pour Point) 21 ๐C จุดขุ่นตัว (Cloud Point) 25 ๐C ค่าความร้อน (heating value) 7,416 cal/g ปริมาณกำมะถัน (Sulphur content) 0.38% wt. จุดวาบไฟ (Flash point) 157.3 ๐C การติดไฟ (Fire point) 164.6 ๐C ปริมาณเถ้า Ash 0.53% wt และการกัดกร่อนแผ่นทองแดง (Copper Strip Corrosion) ไม่สูงกว่า1 2) การศึกษาผลการทดลองใช้กระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน พบว่ากระบวนการผลิตน้ำมันไบโอดีเซลโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบสองขั้นตอนทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน เป็นวิธีที่เหมาะสมที่สุด สามารถแยกเมทิลเอสเทอร์ออกจากกลีเซอรอลได้สูงสุด 49 เปอร์เซ็นต์ จากน้ำมันดำในอุตสาหกรรมแปรรูปมะพร้าว 100 เปอร์เซ็นต์ โดยใช้เมทานอล 50 เปอร์เซ็นต์ เป็นตัวทำละลาย ใช้โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 5 เปอร์เซ็นต์ เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาขั้นตอนแรก ทรานส์เอสเทอริฟิเคชันขั้นตอนที่สอง ใช้เมทานอล 25 เปอร์เซ็นต์ เป็นตัวทำละลาย ใช้โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 1.5 เปอร์เซ็นต์ เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จะได้เมทิลเอสเทอร์ 49 เปอร์เซ็นต์ โดยเฉลี่ย %FAME 92.7% (±1.0) ทดสอบตามเกณฑ์มาตรฐาน EN14214 สำหรับน้ำมันเชื้อเพลิงชีวภาพเหลว 3) ผลการศึกษาสมบัติการเป็นเชื้อเพลิงและผลของการใช้ไบโอดีเซลผสมกับน้ำมันดีเซล หลังการปรับปรุงสมบัติที่สำคัญของน้ำมันเชื้อเพลิงและสมบัติทางกายภาพทุกชนิดที่ได้จากการทดลอง แล้วนำไปทดสอบสมรรถนะกับเครื่องยนต์ดีเซลสูบเดียว (รอบต่ำ) คูโบต้า อีที ขนาด 9.5 แรงม้า พบว่าน้ำมันไบโอดีเซล B100 มีสมรรถนะสูงสุดที่ 2,400 รอบต่อนาที ให้แรงบิด 37.93 นิวตันเมตร กำลังม้าเบรก 6.5 แรงม้าเบรก อัตราการใช้เชื้อเพลิง 1.92 ลิตรต่อชั่วโมง และ ก๊าซไอเสียไฮโดรคาร์บอน 67 PPM ก๊าซไอเสียคาร์บอนมอนนอกไซต์ 1.2 เปอร์เซ็นต์ 4) พบว่าไบโอดีเซลจากน้ำมันดำในอุตสาหกรรมแปรรูปมะพร้าว (ไบโอดีเซล B100) มีการเผาไหม้สมบูรณ์ ช่วยลดการปลอยมลพิษ สามารถปรับปรุงเป็นเชื้อเพลิงเหลวที่เป็นทรัพยากรหมุนเวียน เพื่อใช้เป็นน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลได้ และลดปริมาณของเสียที่เกิดขึ้นให้เหลือน้อยลง เพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับเศษวัสดุเหลือใช้ สอดคล้องกับแนวคิดของเสียเหลือศูนย์หรือ Zero waste เป็นการหมุนเวียนทรัพยากรให้กลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด